小功率智能化中頻逆變電源的研制

(2)共態脈沖互鎖電路。在使用IPM的過程中我們發現，當選取IPM時，若留出足夠的余量，IPM一般情況下不容易損壞，但有時仍有損壞情況發生，分析其原因，均為發生過流，通過測量微處理器輸出的PWM信號，發現同一橋臂的控制信號在主電路為高壓大電流情況下很容易疊加干擾信號，致使同一橋臂的兩個IGBT發生直通，導致模塊損壞。為此我們設計了共態脈沖互鎖電路，這樣即使有干擾，甚至由于某種原因，微處理器不能正常輸出，也能保證同一橋臂的兩個IGBT不能同時導通，達到保護的目的。電路圖如圖5所示。

1．7 輔助電源電路
該系統的電源主要有+5V、+3．3V和+15V三種。+5V為主電源，采用AC／DC模塊實現；+3．3V主要用于DSP系統，采用TPS7333芯片實現；+15V電源用于IPM模塊，采用金升陽公司的B0515實現。

2 系統軟件設計
本電源的控制軟件主要包括：1)雙極性SPWM控制信號程序設計；2)平均值穩定程序設計；3)輸出過壓保護程序設計。
雙極性SPWM控制信號采用對稱規則采樣法實現。其中標準正弦波(即調制波，同輸出正弦波頻率400Hz)，采用離線計算方法，首先將這些數據計算出來，并存入數組，在程序運行時調用。標準三角波是利用DSP計數器的連續增／減計數模式實現的，其載波頻率為12kHz。
平均值穩定程序采用PI調節，反饋信號經濾波采樣后，與給定信號進行比較，其偏差送至PI調節器，改變調制度M，從而使輸出電壓維持恒定，實現輸出穩壓。
輸出過壓保護采用限幅比較法，反饋信號經濾波采樣后，與限定值進行比較，若超出，則輸出保護信號，中斷主電路運行，實現輸出過壓保護。
系統軟件由初始化模塊和定時器中斷模塊組成。初始化模塊主要完成中斷控制器、I／O控制器、事件管理器、時鐘管理器、看門狗、A／D轉換器等控制寄存器進行初始化和相關變量的初始化，初始化模塊的流程如圖6所示。初始化完成后，DSP程序進入死循環，等待中斷的發生。定時器中斷模塊的主要工作是通過片內A／D轉換器采樣輸出電壓，作為系統實現閉環控制的反饋信號，通過給定信號與反饋信號進行比較，經PI控制調節，得到相應的控制量，經規則采樣法計算得到每一個周期的脈沖寬度，以獲得四路PWM信號，實現對IPM的控制。其流程圖如圖7所示。

3 實驗
將研制的115V、400Hz中頻逆變電源接500W電阻性負載進行實驗，其實驗波形如圖8所示。

4 結論
本電源采用新型功率器件和數字控制技術，實現了中頻逆變電源小型化和高性能的技術要求，己在某些電氣系統檢測設備中使用，應用證明該電源性能可靠、體積小、重量輕、成本低、可以保證精度，滿足使用要求。